Question

将3.20gCu溶于Bmol／L过量的硝酸溶液30.0mL中，假设硝酸的还原产物只有NO₂和NO，反应结束后，将所剩余溶液加水稀释至1000mL，测得c()=0.200mol／L。

(1)试求稀释后溶液的pH。

(2)求生成的气体中NO₂和NO的物质的量(可以含有B的代数式表示)。

(3)用NaOH溶液吸收氮的氧化物是防止NO_x污染的一种方法。原理为：

2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O

若生成的混合气体能被NaOH溶液完全吸收，试讨论B的取值范围。

Answer 1

(1)设稀释后溶液的H⁺物质的量浓度为c(H⁺)，依溶液电中性，有：(3.20g÷64g／mol)×2+c(H⁺)×1.00 L=0.200 mol／L×1.00L，解得c(H⁺)=0.100mol/L，pH=-lgc(H⁺)=1

(2)设n(NO₂)=amol，n(NO)=bmol，

依电子得失守恒，有：a+3b=0.100①，

依N元素守恒，有：a+b=0.030B-0.200②,

解①②联立得：a=(0.045B-0.350)mol,

b=(0.150-0.015B)mol

(3)依题意有不等式：n(NO₂)＞0，n(NO)＞0，n(NO₂)≥n(NO)，即：0.045B-0.350＞0，解得B＞7.80；0.150-0.015B＞0，解得B＜10.0；0.045B-0.350≥0.150-0.015B，解得B≥8.30；综合上述结果得：8.3≤B＜10。